1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки сжаты, ресурсов мало, но под руководством Игоря Курчатова в Москве открывается засекреченная Лаборатория №2. Туда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова и опальной радиохимички Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно разведка добывает зарубежные разработки — бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает СССР критически важные данные. Теперь Советам предстоит гонка за ядерным паритетом с Западом.